一直有个疑问,直升机的桨叶产生的是向上的升力,尾桨是保持机身稳定的,不产生推力,那么直升机是如何向前运动的呢?桨叶需要有个向前倾斜的角度吗?直升机是通过哪些动作实现从悬停到前进的动作变化的?
直升机基本飞行原理其实和飞机一样,都是通过伯努利原理实现的,我们仔细看一看直升机的桨叶,就会发现和飞机机翼剖面形状一样,上面是弧形的,下面是平直的,桨叶高速旋转之后,上表面气流流场小,小表面流场大,就使得下表面压力大于上表面,从而产生一个向上的升力,控制桨叶的转动速度,使升力等于直升机的重力,就处于悬停状态,反之就会上升或者下降。
那么,直升机前飞又是什么样的呢?跟飞机就有所不同的,飞机是靠发动机喷出高速气流产生的反冲力前进的,而直升机的前进还得依靠桨叶产生的力。诀窍就在于倾斜,我们不妨看看直升机前飞时照片,就会发现它是倾斜的。直升机桨毂和桨叶之间是可以活动的,直升机桨叶向前侧偏,和水平面之间呈现一定的角度,称为攻角。
根据简单的力学分析,桨叶旋转是产生的升力不再是垂直于水平面,我们可以把这个力在水平和竖直两个方向进行分解,竖直方面升力如果等于重力,就只剩下一个水平向前的力,这就是直升机前飞的动力。如果攻角大于某一固定值,竖直方面升力如果大于重力,直升机就会向前爬升,反之就会向前下降。如果我们将桨叶方向偏转,直升机就会在水平方向产生一个向后的力,就会向后飞行。当然,这只是最简单的分析,实际上还牵涉到平衡力距的问题,这个过程是非常复杂的。
